堆載預(yù)壓法處理沿海市政道路復(fù)雜軟基的現(xiàn)場(chǎng)措施與控制

蘇思略

廣東省基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司（510620）

0 前言

當(dāng)前我國(guó)的公路總長(zhǎng)為全球第一，其中沿海發(fā)達(dá)和較發(fā)達(dá)地區(qū)所建公路相對(duì)較多。市政道路受地區(qū)發(fā)展的影響，逐步修建至一些較偏遠(yuǎn)地區(qū)，由此出現(xiàn)了沿海岸線或涉海域公路。然而沿海地區(qū)特殊的地理?xiàng)l件，使得市政道路工程遇復(fù)雜軟基的概率較大。因此必須采取有效的措施對(duì)軟基進(jìn)行加固處理，提高市政道路的承載力和穩(wěn)定性。從目前我國(guó)施工行業(yè)的既有經(jīng)驗(yàn)看，堆載預(yù)壓法所使用的材料和工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，并且能夠有效地通過(guò)堆載施壓排除目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的孔隙水，配合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)等，進(jìn)一步保障了市政路基的完整性，節(jié)約了軟基固結(jié)處理的成本。因此，在沿海市政道路復(fù)雜軟基條件下，堆載預(yù)壓法具有更高的實(shí)用性。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目情況

該工程位于廣東省沿海地區(qū)，項(xiàng)目擬建兩條城市次干道路，道路施工總里程為1165.076m，寬度分別為34m和24m，均為雙向四車道。其中部分路段需要在軟土路基上面進(jìn)行修建，施工周邊由于未開發(fā)，施工環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，且部分路段現(xiàn)狀為沿海圍墾魚塘，需要經(jīng)過(guò)詳細(xì)的規(guī)劃進(jìn)行準(zhǔn)確施工。

1.2 施工地區(qū)地質(zhì)條件

根據(jù)工程地質(zhì)評(píng)價(jià)，建設(shè)場(chǎng)地屬Ⅲ類建筑場(chǎng)地，場(chǎng)地原始地貌單元為海積平原，經(jīng)人工開發(fā)填海形成沙灘類型陸地，地形上主要表現(xiàn)為砂填土地形，地面已平整。根據(jù)設(shè)計(jì)文件和技術(shù)資料，場(chǎng)地內(nèi)揭露地層主要有人工填筑土，第四系海陸交互相沉積層、殘積層，燕山期侵入體花崗巖組成，地質(zhì)構(gòu)造無(wú)巖溶、斷層、斷裂、采空區(qū)等不良地質(zhì)作用，場(chǎng)地穩(wěn)定性較好。

1.3 施工地存在的問(wèn)題

據(jù)調(diào)查，本工程軟地基的含水量在30%～70%，這種較高的含水量使軟地基可壓縮且抗剪切強(qiáng)度不足。因此，在工程建設(shè)中，軟基施工難度較大，處理不當(dāng)會(huì)影響工程上部承載能力，導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)面臨一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)施工進(jìn)度和施工質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。同時(shí)面臨凝固慢、滲水少等一系列問(wèn)題，因?yàn)闈B水性能差必然會(huì)減慢軟土的固化速度，所以，必須對(duì)軟基礎(chǔ)進(jìn)行加固。軟土地基中軟土成分復(fù)雜，部分有機(jī)物的存在嚴(yán)重影響排水性能，對(duì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化極為不利，處理不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致倒塌事故[1]。

2 堆載預(yù)壓法施工要點(diǎn)

2.1 工程測(cè)量

采取堆載預(yù)壓方法需要在軟土層合適的深度和合適的距離開挖排水溝槽，安裝排水管道，所以施工前需要對(duì)施工位置進(jìn)行精確測(cè)量，測(cè)量?jī)?nèi)容包括確定施工軸線，找平水準(zhǔn)點(diǎn)、富水區(qū)域具體位置、安裝導(dǎo)水管的位置，以提高工程材料預(yù)估結(jié)果的精準(zhǔn)度。在測(cè)量過(guò)程中需要對(duì)測(cè)定的位置做好樁桿標(biāo)記工作，并采取水泥固化和安裝圍欄等相應(yīng)的保護(hù)措施。測(cè)量時(shí)為了保證測(cè)量的精確度，可采用全站儀和水平儀等科學(xué)測(cè)量工具，并增加單一項(xiàng)目的測(cè)量次數(shù)，且測(cè)量的位置不應(yīng)完全固定，需要根據(jù)具體的工程進(jìn)度和施工質(zhì)量進(jìn)行反復(fù)校正和調(diào)整[2]。

2.2 施工現(xiàn)場(chǎng)清理與墊層材料的使用

處理松軟路基前，必須將施工場(chǎng)地徹底清理干凈，對(duì)地基處理范圍內(nèi)的耕植土、樹根、浮泥、磚石及障礙物等進(jìn)行清除。施工期間要合理設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)，場(chǎng)地內(nèi)如有積水要分區(qū)分塊進(jìn)行挖溝排干、晾曬、清淤和回填工作。施工現(xiàn)場(chǎng)清理完畢后，應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)表面鋪一層約20cm厚的碎石，場(chǎng)地原則上做成中間略高、兩邊稍低、約1%的橫坡，并用推土機(jī)等設(shè)備將其平整。場(chǎng)地平整后要進(jìn)行高程測(cè)量，每隔30～40m測(cè)一個(gè)斷面。施工場(chǎng)地外的點(diǎn)線面的測(cè)量數(shù)據(jù)不小于3點(diǎn)，場(chǎng)內(nèi)不少于5點(diǎn)。

施工一般采用干凈的中、粗砂，其技術(shù)指標(biāo)須滿足規(guī)范要求，砂石必須風(fēng)干，不得將受潮的砂石放入袋內(nèi)，以免干燥后袋內(nèi)的砂石尺寸變小，從而增加袋子的長(zhǎng)度。砂子減少或與排水墊黏合不好，將砂子和礫石倒入砂袋后，將其放置在通風(fēng)良好的地方，避免陽(yáng)光直射，以防止砂袋老化。水平排水通道的砂墊層厚度為40cm。本次施工分兩層填筑，第一層先鋪填20cm，整平并適當(dāng)壓實(shí)，經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后，按設(shè)計(jì)要求再鋪設(shè)第二層20cm厚砂墊層。墊層厚度需要符合設(shè)計(jì)要求，厚度誤差為±h/10(h為墊層設(shè)計(jì)厚度)。在鋪設(shè)的時(shí)候需要與豎向排水通道連接好，不允許雜物堵塞或隔斷聯(lián)接處。

2.3 塑料排水板施工

根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖紙，塑料排水板采用A型板，正方形布置，間距1.0m。塑料排水板布置如下。

2.3.1 測(cè)量放線

采用極坐標(biāo)法用全站儀施放各單元的控制邊線。根據(jù)圖紙計(jì)算出插板區(qū)域外邊線坐標(biāo)，打入木樁，并用紅油漆標(biāo)志點(diǎn)位并編號(hào)。

2.3.2 機(jī)組組裝及定位

機(jī)械設(shè)備運(yùn)至施工地段分別組裝，其組裝方法為:先組裝插板和底盤及龍門架，應(yīng)用卷?yè)P(yáng)機(jī)和滑輪將龍門架拉起并固定好，組裝塔架，用同樣方法將其拉起固定，塔架豎起后再安裝卷?yè)P(yáng)機(jī)和振動(dòng)錘，然后安插排水板。安裝好進(jìn)場(chǎng)設(shè)備，根據(jù)設(shè)計(jì)插板的深度要求，將插管長(zhǎng)度定好并在插管和塔架上作好應(yīng)插排水板深度記號(hào)。排水板從套管的插嘴進(jìn)入套管內(nèi)部，固定在套管底部的插銷上，同時(shí)拉緊排水板，依靠排水板與插銷之間的摩擦力連接在一起。上提時(shí)插銷從套管口與排水板端部抽出，提出套管，排水板靠土壓力留在地基中。

2.3.3 安裝沉管插板

第一步鋪設(shè)枕木、軌道，將機(jī)器移入場(chǎng)內(nèi)。第二步將排水板裝入卷筒，并通過(guò)門架上的滑輪將排水板引入插桿中。插板前檢查套管垂直度，若不符合要求，前后可調(diào)節(jié)門架位置，左右可調(diào)節(jié)套管位置，保證插板垂直度在1.5%以內(nèi)。第三步將排水板從插入桿端頭引出、折回，夾上短鋼筋(樁位放樣時(shí)插在樁位上)，用訂板機(jī)訂好，拉緊排水板，將插入桿對(duì)準(zhǔn)樁位，開啟振動(dòng)，將插入桿壓入地基。在套管上按照設(shè)計(jì)深度用紅漆作明顯標(biāo)識(shí)，到達(dá)設(shè)計(jì)深度(預(yù)先在插入桿用紅漆畫上標(biāo)志)后將插入桿拔出，則排水板被短鋼筋錨固于孔底。最后在砂墊層以上30cm處將排水板剪斷埋入砂中，移至下一個(gè)樁位。

3 現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制

壓載預(yù)壓處理軟地基的主要原理是應(yīng)力原理。在增加土層總壓力的基礎(chǔ)上，增加土體本身的有效荷載，以達(dá)到固結(jié)道路軟底土的效果。通過(guò)對(duì)土體強(qiáng)度變化規(guī)律和土體變形規(guī)律的分析，得出樁基預(yù)應(yīng)力可以有效地增加地基強(qiáng)度，減少路基下沉的優(yōu)勢(shì)。建議施工人員注意以下兩點(diǎn)。

3.1 加強(qiáng)堆載預(yù)壓施工質(zhì)量的檢驗(yàn)

在施工過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)施工質(zhì)量的檢查，組織地基承載力的靜載試驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)際施工條件和質(zhì)量要求適當(dāng)調(diào)整壓載頻率。砂堆具有明顯的壓實(shí)作用，考慮到這些特性，承載力控制在70kPa。砂堆工作完成并滿足28d靜置時(shí)間要求后，分8級(jí)有序裝載，每級(jí)增加17.5kPa。根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)繪制荷載沉降曲線，確定曲線的形狀，仔細(xì)觀察，如果平滑就滿足要求。準(zhǔn)確評(píng)估軟基處理效果，然后與設(shè)計(jì)要求進(jìn)行對(duì)比分析，明確是否符合要求。在此基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)準(zhǔn)確評(píng)估樁質(zhì)量，進(jìn)一步確定壓載的卸載時(shí)間，達(dá)不到要求，及時(shí)采取處理措施，修復(fù)問(wèn)題之后多次復(fù)查，直至完全達(dá)標(biāo)[3]。

3.2 控制堆載速度

在堆載施工時(shí)，特別是土層較厚時(shí)，應(yīng)注意控制土方的壓載速度，防止因過(guò)度堆載倒塌、凹陷造成道路施工事故的風(fēng)險(xiǎn)。由此，道路軟底土堆載預(yù)壓法處理首先要建立科學(xué)的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)系統(tǒng)，利用先進(jìn)的設(shè)備對(duì)施工進(jìn)度和土體狀況進(jìn)行觀測(cè)和測(cè)量，以保證加筋土的穩(wěn)定性以及安全加固的真實(shí)效果，從基本面控制施工質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

從施工質(zhì)量檢驗(yàn)的實(shí)際結(jié)果來(lái)看，整個(gè)施工過(guò)程沒有發(fā)生安全事故，可有效解決軟基承載力不足和含水量高的問(wèn)題。結(jié)果表明，堆載預(yù)壓法在沿海市政道路復(fù)雜軟基中的效果明顯，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和安全價(jià)值。